煤矿选煤厂带式输送机集中控制系统应用

杨 帆

（晋能控股煤业集团大地选煤厂永定庄洗煤厂， 山西 大同 037001）

引言

带式输送机是选煤厂重要机电设备之一，具有运输能力大、便于操作维护、结构简单等优点，但是实际煤矿选煤过程中，由于受原煤块径、原煤夹矸率、设备操作水平及设备自动化水平等影响，选煤厂带式输送机在运输过程中经常出现故障，主要表现在输送机受大块煤矸石影响出现撕带事故，输送机跑偏、断带事故等，不仅影响着带式输送机稳定运行，增加输送机故障率及维修成本费用，而且严重制约着选煤厂安全稳定选煤[1-5]。对此，永定庄选煤厂决定对选煤厂内SSJ-800 型带式输送机安装一套远程集控系统。

永定庄选煤厂内共计安装三部SSJ-800 型带式输送机，输送机运输长度为300 m，输送机带宽为0.8 m，运输能力为1 200 t/h，三部带式输送机主要将井下原煤运送至选煤厂筛选机内进行筛选，每部输送机配备4 名人员进行操作、维护。由于永定庄煤矿运输煤炭稳定性差，煤层内含多层泥岩夹矸，输送机运输的原煤内矸石量大、矸石块径在300～450 mm 范围内，从而导致输送机在运输过程中，经常出现大块煤矸撕带及输送机跑偏断带等现象。

1 集中控制系统结构

永定庄选煤厂带式输送机安装的集中控制系统主要由远程操控系统、网络交换站、工业千兆以太网、PLC 控制器、大块煤矸筛选装置、输送机跑偏预警系统、输送机断带预警系统等部分组成，如图1 所示。

图1 选煤厂带式输送机集中控制系统结构示意图

1）远程操控系统：远程操控系统安装在选煤厂操控室内，操控系统内安装上位机、显示器、打印机，上位机内安装专用组态软件，通过该组态软件可将带式输送机各类运行参数、故障等直观地显示在显示器上。

2）网络系统：网络系统主要包括网络交换站和工业以太网，网络交换站与PLC 控制器连接，主要用于信息储存，并通过以太网对信息进行无线传输。

3）PLC 控制器：选煤厂内多部带式输送机安装一台PLC 控制器，PLC 控制器与输送机断带、跑偏、大块煤矸筛选等系统中的传感器连接，接收各类数据信号，并对数据信号进行处理。

4）大块煤矸筛选装置：该装置安装在距机头15 m处输送机机架上，该装置主要由红外线发射装置、接收装置、连锁控制器等部分组成。

5）输送机跑偏预警系统：输送机跑偏预警系统主要由电控防跑偏托辊、跑偏传感器等部分组成，跑偏预警系统安装在带式输送机机架上，输送机每隔50 m安装一套该系统。

6）断带预警系统：该系统主要由断带传感器、连锁控制开关等部分组成，断带传感器安装在带式输送机上输送带下方，距输送带距离为0.15 m，连锁控制开关分别与PLC 控制器及输送机电机连接。

2 集中控制系统工作原理及优点

2.1 系统工作原理

2.1.1 大块煤矸筛选装置工作原理

带式输送机在运输大块煤矸时，当大块煤矸石块径大于300 mm 而经过红外线发射装置时，煤矸石对激光发出的连续红外线进行遮挡，此时红外线接收装置未接收连续红外线时，通过内部传感器及时将信号传送至PLC 控制器内，PLC 控制器接收信号后对信号处理并判断煤矸块径，分析判断块径大于300 mm时PLC 控制器对输送机进行闭锁停机，并发出警报。

2.1.2 输送机跑偏预警系统工作原理

当带式输送机在运输物料出现跑偏且输送带偏移中心线位置100 mm 时，安装在机架上的跑偏传感器及时将信号传送至PLC 控制器，控制器接收信号后，对电控防跑偏托辊进行控制，实现防止输送带跑偏保护动作；当输送带跑偏控制复位后，PLC 控制器停止对电控跑偏托辊控制作用。

2.1.3 输送机断带预警系统工作原理

当输送机在运输过程中出现输送带断带时，断带会与安装在上输送带下方的重力传感器接触，此时传感器及时将断带信号传送至PLC 控制器，控制器接收信号后，对输送机电机进行闭锁停机。

2.1.4 远程控制工作原理

PLC 控制器对带式输送机各类信号进行接收后，将数据信号传送至网络交换站内，然后通过工业千兆以太网传送至远程上位机系统，上位机通过专用组态软件，将输送机各类参数以图表形式直观地显示在显示器上。当井下输送机出现跑偏、断带等故障时，显示器可显示故障源，若集控系统未能及时对故障作出保护动作时，操控人员可通过显示界面远程操控。

2.2 系统优点

1）结构简单：永定庄选煤厂采用带式输送机集中控制系统结构相对简单，成本费用低，故障率低，便于操作维护。

2）自动化水平高、集中控制效果好：该套系统主要利用PLC 对输送机跑偏、断带、大块煤矸筛选进行数据采集及指令发送，实现了带式输送机集中控制，自动化水平高，保护动作灵敏可靠；同时该套系统采用工业以太网进行数据传输，数据传输速度快，利用远程操控系统可对输送机进行远程控制及故障排除，实现了无人值守的目的。

3）劳动作业强度低：该系统投入使用后可及时对输送机跑偏、断带、大块煤矸筛选进行自动控制，建立带式输送机预警系统，输送机在运行过程中无须专人看管，大大降低了劳动作业强度，同时该系统保护动作灵敏可靠，可实现与输送机电机闭锁功能，降低输送机故障率。

4）实用性强：该系统不仅可用于不同型号的带式输送机，而且可用于运输、化工、桥梁隧道等领域中，实用性强、应用区域广。

3 实际应用效果分析

2020 年2 月永定庄煤矿选煤厂对每部带式输送机安装了一套集中控制系统，截至2021 年2 月通过1 年的实际应用来看，带式输送机安装集中控制系统后，每部输送机操控人员由原来的4 人减少为1 人，大大降低了劳动作业强度及劳动成本费用，同时安装该系统后，全年输送机跑偏现象得到有效控制，大块煤矸撕带事故由原来的5 起减少为2 起，断带事故由原来的6 起减少为1 起，全年可降低输送机维修费用达35 余万元，保证了选煤厂安全、高效选煤，取得了显著应用成效。